1、第四章：睡眠與生理節(jié)律,主要內(nèi)容,睡眠的生理和行為描述 為什么需要睡眠？ 睡眠的生理、神經(jīng)機制 生物鐘 睡眠障礙 睡眠藥物,睡眠,人類的矛盾,對于睡眠的期待,吃得飽、睡得香、身體好 早睡早起身體好； 好睡養(yǎng)顏； 孩子睡眠時間要多于10小時；,我們一生中要睡多長時間？,假設(shè)，每天睡8小時，60年中，就有20年被我們睡過去了！ 在我們大多數(shù)人的生命中，睡眠時間要超過175000小時 假設(shè)，每天少睡2小時，60年中，我們會多出5年的時間去,對于睡眠的畏懼,睡眠的生理和行為描述,對于睡眠的早期探索 睡眠是令人愉快的魔鬼的誘惑 弗洛伊德壓抑的釋放 需要解析夢境，明了壓抑源頭 進化理論 物種為什么會在不同

2、時間睡眠？,現(xiàn)代睡眠實驗,三個心理生理指標,眼電(electrooculogram, EOG) 肌電(electromyogram, EMG) 腦電(EEG),腦電,清醒 8-12Hz 波 13-30Hz 波 階段1 3.5-7.5Hz 波 10分鐘 階段 2 睡眠紡錘波 K復(fù)合波 不認為自己睡著 有鼾聲 15分鐘 階段 3/4 低于3.5Hz, 波 45分鐘 REM 腦電去同步化 腦電類似第一階段,去同步化,幾個術(shù)語：,REM睡眠 1953年，Aserinsky和Kleitman 快速眼動睡眠(rapid eye movement, REM) 非快速眼動睡眠 1-4階段的睡眠 慢波睡眠 第3

3、、第4階段，有波的出現(xiàn),睡眠的階段,兩種睡眠區(qū)別,REM睡眠 Rapid eye movement 自發(fā)階段1 EEG， 腦電去同步化（快速，不規(guī)則波） 快速眼動 大腦活躍 肌張力喪失 做夢 容易被有意義的刺激驚醒 勃起或分泌物,SWS睡眠 Slow wave sleep 階段3、4 腦電活動同步化 （波出現(xiàn)） 慢速眼動或沒有眼動 高噪音才能喚醒 無生殖器活動,異相睡眠：自發(fā)階段1 EEG Delta睡眠：階段3、4,REM睡眠和夢,Nathaniel Kleitman實驗室的工作 ： REM叫醒最生動的夢； 將被試從REM睡眠中叫醒后，80都報告做夢， 從非REM睡眠中叫醒時，只有7報告做夢

4、。,我們必須做夢嗎？,如果在快速眼動睡眠期間喚醒被試，使其無法完成做夢，結(jié)果將如何呢？ 快速眼動睡眠反彈（REM rebound）,共同的夢,1、尋找某處！ 2、跌落 3、一次次試圖做某事 17、拾到錢 27、很累、不能動彈 30、掉牙 34、被栓著脖子吊起來,夢中的時間,在一項研究中，被試在REM開始5或15分鐘后被叫醒，并讓他們判斷自己做夢的時間是5還是15分鐘。111人中有92人選擇正確了。,夢與性 陰莖勃起與性內(nèi)容的關(guān)系： 嬰兒觀測 夢話和夢游 主要發(fā)生在慢波睡眠階段沒有夢 肌張力？！,我們?yōu)槭裁匆撸?強烈的睡眠欲望來自哪里？,哈欠的功能,給大腦降溫 讓我們保持頭腦清醒 社交能力

5、打哈欠的傳染能力 社交技巧高的人打哈欠的幾率是那些社交技巧不高的人的三倍 同情心 40名心理系學(xué)生 vs. 40名工程系學(xué)生 第一次實驗的結(jié)果顯示，心理系的學(xué)生平均打哈欠5.5次，而工程系學(xué)生平均打哈欠1.5次,動物對于睡眠的迫切需要,生存之本 危險的睡眠印度河海豚 1天總共睡7小時，每次460秒 兩半球輪流睡眠慢波 海豚、小鯨,對于睡眠剝奪效應(yīng)的理論預(yù)期,恢復(fù)理論： 隨著一段剝奪期的結(jié)束，丟失的大部分睡眠需要補回來。 節(jié)律理論： 睡眠剝奪沒有讓人衰弱的效果，只不過會增加人睡覺的渴望； 一旦剝奪期結(jié)束，人們很少或不會補償丟失掉睡眠。,睡眠剝奪,難以忍受的睡眠剝奪,睡眠剝奪的后果,生理變化： K

6、aradzic(1973)在回顧了關(guān)于睡眠剝奪的生理心理效應(yīng)研究（包括心率、呼吸頻率、血壓、皮膚電阻、體溫、體重、EMG、EEG和誘發(fā)反應(yīng)） 結(jié)論：“即使將剝奪期延長至200小時，也沒有足夠的證據(jù)表明有任何生理心理變化” 復(fù)雜認知能力 限定時間的抽象推理、空間關(guān)系、邏輯推理和理解測驗 簡單認知操作 警戒性測驗（要求被試注視屏幕上的光電，并在其閃爍的時候按鍵）,11天睡眠剝奪后的恢復(fù),不同階段的睡眠是否有不同的作用？,慢波睡眠腦在休息,慢波睡眠中腦的變化： 腦血流減緩覺醒水平的75%； Delta波休息信號 對于外部刺激沒有反應(yīng)； 醒來也迷糊； 致命性家族失眠癥 記憶缺陷、夢中生活； 自主神經(jīng)和

7、內(nèi)分泌系統(tǒng)失控、失眠； 紡錘波、K復(fù)合波減少慢波消失，只有快速眼動睡眠；,誰更需要慢波睡眠 身體or腦袋？,身體運動 Ryback等：躺著休息六周（1971） Adey等：四肢癱瘓和截肢者（1968） 運動和睡眠相關(guān)不顯著； 腦袋活動 警覺任務(wù)增加腦內(nèi)葡萄糖代謝； 前額葉 刺激手對側(cè)腦delta波 Home等(1985)：車載實驗階段4睡眠增加,快速眼動睡眠是否重要？,REM睡眠剝奪的效果(Dement, 1960) REM睡眠傾向增加、時間累積； Eg. 第一晚叫醒17次，第7晚叫醒67次。 取消剝奪后23晚，睡眠時間加長。 REM睡眠是需要的，并且有其特殊功能,REM睡眠的作用,促進腦發(fā)展

8、假說： 人類：新生兒70，六個月30，8歲22，成年晚期15； 動物：出生時大腦發(fā)展好的嬰兒比發(fā)展不好的嬰兒REM少；,REM的學(xué)習(xí)假說,動物實驗 剝奪REM 學(xué)習(xí)變慢 監(jiān)控睡眠 迷宮練習(xí)增加REM REM最多跑速增加最快 人類研究： 遲鈍兒童REM少，天才兒童REM多 考試期間REM多,REM與SWS的關(guān)系,REM與SWS相對獨立； 單獨阻斷REM睡眠，并不影響整個睡眠時間； SWS優(yōu)先于REM 睡眠剝奪后，腦的代償反應(yīng)是增加SWS的比率和質(zhì)量。 SWS可以補償REM的部分功能 夢,睡眠障礙,睡眠障礙的種類： 失眠 嗜睡 睡眠障礙的發(fā)病率：30,失眠,發(fā)生率：25受影響；9長期煎熬 什么是失

9、眠？為什么失眠？ 假性失眠,原發(fā)性失眠,1020： 藥物依賴型失眠 吃藥為了什么？睡覺？舒適？ 睡眠窒息 睡眠呼吸暫停 肌肉痙攣或遲緩使呼吸道受阻肥胖者； 中樞神經(jīng)無法刺激呼吸系統(tǒng)老年人,共病性失眠,80%-90% 人格特征（抑郁） 癥狀：半夜早醒，在黑暗中突然醒來、醒后不能再入睡；腦海里反復(fù)出現(xiàn)一些不愉快的往事或?qū)η巴緫n心忡忡；還有入睡困難，中途易醒，多夢。晨起后無清晰感、不能恢復(fù)充沛精力；白天頭昏、疲乏、無力或瞌睡；認知功能受損，工作與學(xué)習(xí)能力下降，記憶力下降，注意力不能集中等 睡眠周期異常 年齡增長 藥物相互作用 不良飲食習(xí)慣等,嗜睡癥,嗜睡誘因： 平淡的生活 內(nèi)部動機低 癥狀一：嗜睡發(fā)

10、作 白天重復(fù)出現(xiàn)短暫睡眠（約2-10分鐘） 建議早晨服用興奮劑,癥狀二：猝倒 肌肉癱瘓REM睡眠出現(xiàn)在不恰當?shù)臅r間 情緒誘發(fā)（大笑、大哭、憤怒、傷心、極度興奮） 突然的體力活動誘發(fā) 癥狀三：睡眠癱瘓 睡前或早期 癥狀四：睡眠夢幻 “白日夢”,嗜睡癥的原因,異常的腦機制 REM睡眠闖入清醒狀態(tài) 跳過慢波睡眠 遺傳障礙 基因突變,REM睡眠行為障礙,REM出現(xiàn)不當 嗜睡發(fā)作直接進入REM睡眠 猝倒 REM缺乏 Lavie等(1984) ：腦損傷導(dǎo)致REM缺乏的病人,REM中的肌張力缺陷,缺陷： 將夢付諸行動 vs. 夢游 神經(jīng)中樞：網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)尾部 夢游的貓,慢波睡眠紊亂,發(fā)生在階段4 夢游 遺尿 夜

11、驚,睡眠藥物,安眠藥和抗安眠藥,安眠藥,苯二氮類藥物 安定 利眠寧 短期效應(yīng)：增加困意，減少入睡需要的時間，減少晚間睡眠時醒來的次數(shù)，增加整個睡眠時間。 長期服用的副作用： 耐藥性增加； 停藥后，會導(dǎo)致失眠 會成癮 損壞正常的睡眠模式：增加階段2睡眠；減少階段4和REM階段的睡眠時間。,抗安眠藥,兩類抗安眠藥： 興奮劑（如咖啡因和安非他明） 三環(huán)抗抑郁藥 作用原理： 興奮劑和抗抑郁藥能夠通過增加釋放量、組織突觸重吸收、或兩者結(jié)合起來，從而增加兒茶芬氨能（去甲腎上腺素能、腎上腺素能和多巴胺能）神經(jīng)元的活動。 作用于REM睡眠 興奮劑的副作用： 成癮、喪失胃口,睡眠和覺醒的生理機制,睡眠是一種神經(jīng)

12、靜止的狀態(tài)嗎？,在慢波睡眠階段，腦內(nèi)很多神經(jīng)元的活動水平都低于清醒放松狀態(tài)時，但其放電頻率的減少僅僅超過10 在REM睡眠階段，很多神經(jīng)元甚至?xí)惹逍逊潘蔂顟B(tài)下更加活躍。,睡眠的化學(xué)控制,個體被剝奪REM睡眠，會補足缺失的那部分，另外人們白天打盹時慢波睡眠的量會使晚間的慢波睡眠相應(yīng)減少。某種機制控制著個體獲得睡眠量？是不是覺醒延長會產(chǎn)生一種促睡眠物質(zhì)，睡眠延長產(chǎn)生促覺醒物質(zhì)？ 動物研究 1995年Heller等發(fā)現(xiàn) 核苷神經(jīng)遞質(zhì)腺苷，在控制睡眠中起主要作用。,覺醒的神經(jīng)控制,覺醒神經(jīng)回路分泌5種神經(jīng)遞質(zhì) 乙酰膽堿 位于腦橋 基底前腦 去甲腎上腺素 位于腦橋背側(cè)藍斑 5-羥色胺 位于延髓和腦橋區(qū)

13、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中縫核 組胺 位于下丘腦結(jié)節(jié)乳頭核 下丘泌素 位于外側(cè)丘腦,覺醒狀態(tài)感覺傳入,腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 上行激動系統(tǒng),慢波睡眠的神經(jīng)控制,腹外側(cè)視前區(qū) （VLPA） 位于下丘腦的前端 動物實驗：老鼠 貓 視前區(qū)的破壞會引發(fā)失眠癥，接著導(dǎo)致昏睡 死亡，電刺激此區(qū)域會引起相反的效果：困倦 解剖學(xué)和組織化學(xué)研究 “觸發(fā)器電回路”,快速眼動睡眠的神經(jīng)控制,快速眼動睡眠的特征：？ 橋膝枕波 突發(fā)的階段性電活動，腦橋內(nèi)。REM的特征。 執(zhí)行機制： 研究者發(fā)現(xiàn)：乙酰膽堿能激動劑能促進REM睡眠 動物實驗：分析貓大腦皮層神經(jīng)元末段釋放乙酰膽堿水平。 旁臂區(qū) 5-羥色胺和去甲腎上腺素的抑制效應(yīng),生物鐘,生理節(jié)律 行

14、為或生理過程的日常節(jié)律改變。這些循環(huán)稱作生理節(jié)律,大腦活動在某種程度上是一種不受外界刺激影響的內(nèi)在功能,生物鐘在哪里呢？,視交叉上核（SCN）,1972年 毀壞大鼠SCN 破壞節(jié)律周期行為 行為本身不會消失 黑視素,生物鐘的本質(zhì),成像研究 2-脫氧葡萄糖X光片,移植實驗,1980s： 切除成年倉鼠的視上核睡眠周期消失 植入幼鼠視上核睡眠周期恢復(fù),細胞實驗,哈佛大學(xué)Reppert：SCN內(nèi)單個細胞也具有周期性，24.35小時 在哺乳動物SCN內(nèi)，這些細胞聯(lián)合起來，共同影響生物鐘,視交叉上核,光線對于生物鐘的 “牽引”作用 第三只眼,自由睡眠清醒節(jié)律,季節(jié)節(jié)律的調(diào)節(jié),“生物日歷” 松果腺 中腦頂部，小腦面前 分泌褪黑激素,SCN松果腺,SCN下丘腦、丘腦、中腦,SCN對于松果體腺的調(diào)節(jié) 夜間退黑激素日長調(diào)節(jié),眼睛,SCN,視網(wǎng)膜下丘腦,活動 睡眠/蘇醒,行為,內(nèi)分泌,外圍振蕩器,退黑激素 可的松,心、肝、肺,哺乳動物周期節(jié)律示意圖,SCN是唯一的生物鐘嗎？,海底生物 ？ 盲人？ 外部牽引作用 老鼠與食物牽引,生物鐘失調(diào),時差癥 經(jīng)過長時間建立起來的規(guī)律性被打破 主要表現(xiàn)為睡眠障礙警覺下降和生活節(jié)律失調(diào) 與時差的小時數(shù)成正比 時差 4個時區(qū)，反應(yīng)明顯 。 生理節(jié)律